发酵工业与发酵工程_08发酵液的预处理和固液分离讲解.pptVIP

常用的方法有加水稀释法和加热法。 如利用酸碱性来调节pH值使蛋白质等两性物质达到等电点得以除去。又如过滤中，发酵液中的大分子物质易与膜发生吸附，通过调整pH值改变易吸附分子的电荷性质，即可减少堵塞和污染。 过滤介质 无定形颗粒：无烟煤、砂、颗粒活性炭、铁矿砂等 成形颗粒：烧结金属、烧结塑料以及用合成树脂粘结的硅砂、塑料颗粒等，做成圆筒形或板状。 非金属织布棉、化学纤维、玻璃纤维织品、长纤维滤布、短纤维滤布。 金属织布：不锈钢丝或铁丝等的织布。 无纺品、纸、毡、石棉板、合成纤维无纺布等。 过滤设备选择的依据 被过滤液体的特性 固形物含量1-10％是采用连续式过滤机的极限。 生产规模：大规模——连续式 小规模——间歇式 操作要求 过滤机的材料：食品和药品工业—聚丙烯或聚酯 过滤设备 优点： 结构简单、装配紧凑、过滤面积大、允许采用较大的操作压力，辅助设备少，动力消耗小，过滤和洗涤质量好，对固形物含量要求低，材料选择范围广。 缺点： 设备笨重、占地面积多、辅助时间长生产效率低。 优点： 真空转鼓过滤机具有自动化程度高、操作连续、处理量大。特别适合固体含量大（10％）的悬浮液的分离，在发酵工业中广泛用于霉菌、放线菌和酵母发酵液或细胞悬浮液的过滤分离。 2. 离 心 定义： 借助离心机旋转所产生的离心力的作用，促使不同大小，不同密度的粒子分离的技术。 离心分离设备 碟片式离心机 是传统离心机，为目前工业上应用最广泛的离心机。分离因数可达1000-20000，最大处理量达到300m3/h，常用于大规模的分离过程。 适用范围 细菌、酵母菌、放线菌、细胞碎片 管式离心机是一种分离效率很高的离心分离设备，其转鼓细长，可在15000-50000的高转速下工作，分离因数可达104-6×105。它设备简单、操作稳定。 适用范围 细胞、细胞碎片、细胞器、病毒、蛋白质、核酸等。特别适合一般分离机难以分离的固形物含量1% 发酵液的分离。 是一种靠离心力和螺旋的推动力作用自动连续排渣的离心机。具操作连续、适应性强、结构紧凑和维修方便的优点。分离因数为1500-3000。 适用范围 特别适合固形物含量较多的悬浮液的分离。 全发酵液提取 全发酵液的提取: 从悬浮液中直接提取生化物质 膜技术 双水相萃取 扩张床(膨胀床) 思考题 1.为什么要进行发酵液预处理？ 2.絮凝和凝聚的定义和区别。常用的絮凝剂。 3.发酵液分离的主要方法。 4.分离和过滤的主要设备有哪些? 5.简述发酵工程下游加工过程的特点。 6.简述各种主要的分离纯化方法的操作原理。 7.简述发酵工程下游加工过程的一般程序。 板框过滤机 真空转鼓过滤机 由于受真空度的限制，不适于菌体较小和粘度较大的细菌发酵液的过滤，且过滤所得固相的干度不如加压过滤。 缺点： 真空转鼓过滤机 管式离心机 倾析式分离机 膨胀床操作过程 全发酵液萃取装置 * * 第一节 发酵工程下游技术发展 一、下游加工过程的特点和重要性 　下游加工过程：指从发酵液或酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程。 下游加工过程包括：目标产物的提取、浓缩、纯化及成品化等过程。 发酵产物的种类 1．菌体及胞内产物： 如单细胞蛋白、面包酵母、饲料酵母、辅酶A等。 2．酶： 包括胞外酶和胞内酶。如淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶等。 3．代谢产物： 有机酸，有机溶剂，氨基酸，核苷酸，抗 生素，多糖，维生素，甾体氧化的产物。 发酵液的组成特点 发酵液大部分是水； 发酵液中发酵产物浓度低； 发酵液中的悬浮物固型物主要有菌体和蛋白质的胶状物，使发酵液黏度增加，不利于过滤，增加了提取和精制的操作困难； 发酵液的培养基残留忠还有无机盐类、非蛋白质大分子杂质及其降解产物相似，使分离提纯操作困难； 发酵液中还有色素、热源质、毒性物质等有机杂质，难于提炼。 条件温和； 能够达到所要求的纯度； 收率高； 生产成本尽可能低； 分离纯化技术的选择原则 工艺过程尽可能缩短和简化； 分离快速； 生产中所产生的废物能够处理； 实验过程能够成功地进行放大。 ①产物的初级分离阶段； ②产物的纯化精制阶段。 二、发酵工程下游加工技术的一般流程 分离纯化路线包括两个阶段： (1)发酵液的预处理与固液分离 (2)初步分离 (3)高度纯化 (4)成品加工(精制) 发酵工程下游加工技术的一般流程 第二节 发酵液的预处理 1、改变液体物理性质，促进固液分离。 2、尽可能使产物转入便于处理的某一相中，